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PRODUCCIÓN DE COHOCOLATE, BALANCE DE MASA, Guías, Proyectos, Investigaciones de Química

Universidad Técnica de Manabí (UTM)Química

Proyecto de Balance de Masa, enfocado en la producción de chocolate de manera industrial.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021

En oferta

~~30 Puntos~~

Oferta a tiempo limitado

Subido el 14/06/2021

Edisonau18 🇪🇨

(2)

1 documento

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS,

FÍSICAS Y QUÍMICAS

INGENIERÍA QUÍMICA

“Realizar el balance de masa para el proceso de elaboración del chocolate”

“Trabajo investigativo presentado para evaluación del aprendizaje autónomo de

la asignatura BALANCE DE MASA”.

Autores

Correo

Cédula

Aguirre Ureña Edison Patricio

eaguirre0129@utm.edu.ec

2200420129

Ferrin Carreño Maria Antonella

mferrin4180@utm.edu.ec

0804284180

Intriago Alvarez Karla Liseth

kintriago3475@utm.edu.ec

1315813475

Moreira Briones Sasha Sabina

smoreira1002@utm.edu.ec

1350831002

Vélez Palma Wilmington Michael

wvelez7813@utm.edu.ec

1314507813

Vera Melissa Isabel

mvera4587@utm.edu.ec

1316424587

CURSO:

Cuarto semestre.

PARALELO:

“B”

PROFESORA:

Christhel Andrade, MSc

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(1)

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Análisis del balance de masa y diseño de equipos en una planta de producción de biodiesel

Taller 2: Aplicación de Balance de Masa - Etapas en Operaciones Unitarias II

Balance de masa licor de mango

balance de masa de cerveza

Análisis de balances de masa y economía del proceso

Vista previa parcial del texto

¡Descarga PRODUCCIÓN DE COHOCOLATE, BALANCE DE MASA y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Química solo en Docsity!

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS,

FÍSICAS Y QUÍMICAS

INGENIERÍA QUÍMICA

“Realizar el balance de masa para el proceso de elaboración del chocolate”

“Trabajo investigativo presentado para evaluación del aprendizaje autónomo de

laasignatura BALANCE DE MASA”.

Autores Correo Cédula

Aguirre Ureña Edison Patricio eaguirre0129@utm.edu.ec 2200420129

Ferrin Carreño Maria Antonella mferrin4180@utm.edu.ec 0804284180

Intriago Alvarez Karla Liseth kintriago3475@utm.edu.ec 1315813475

Moreira Briones Sasha Sabina smoreira1002@utm.edu.ec 1350831002

Vélez Palma Wilmington Michael wvelez7813@utm.edu.ec 1314507813

Vera Melissa Isabel mvera4587@utm.edu.ec 1316424587

CURSO:

Cuarto semestre.

PARALELO:

“B”

PROFESORA:

Christhel Andrade, MSc

Introducción

Actualmente, el chocolate es uno de los productos más conocidos en el mundo. Algunos lo

calificarían como la mejor golosina para el paladar. En la época de los Mayas y los aztecas el

cacao fue considerado la bebida de los dioses, y se consideraba un privilegio tomarlo. Sin

embargo, muy pocos de los que hoy en día disfrutan del chocolate en sus distintas

presentaciones y preparaciones saben que, en el periodo prehispánico americano, mayas y

aztecas preparaban con el cacao una bebida que llamaban "xocolatl".

Hoy por suerte tenemos el placer de adquirir con facilidad y de diferentes formas el chocolate

para así degustar sea comiendo o bebiendo. En este proyecto vamos a estudiar el proceso para

la elaboración del chocolate, el chocolate proviene del fruto del árbol del cacao (Theobroma

cacao), del cual no se conoce con orígenes de donde proviene el cacao.

La mayoría del cacao actual, crece en plantaciones, es un producto que no ha dejado de

evolucionar desde los tiempos precolombinos hasta el siglo XXI y los diferentes tipos de

producción influyen en la calidad del chocolate. La explotación del cacao necesita la

recolección a mano con machetes, para cortar los frutos del árbol, fermentación, secado y

tostado para producir la materia prima para el chocolate.

Marco Teórico

¿Qué es el chocolate? Pues en un breve concepto el chocolate es un producto exclusivo, es

tan aplicable en su consumo para alguna situación que se presente. No obstante, pese a su

fama, de estar presente en la vida diaria, pese a lo vulgar que se vino a hacer su uso, lejos de

despreciar por la generalidad de su costumbre, se incrementa progresivamente de día en día

su aprecio y fama, encontrándose novedosas aplicaciones y bondades para el hombre, quien

por medio de los tiempos lo sigue venerando.

El chocolate es un producto vegetal. Su elemento primordial es el cacao, semillas de cacao

del árbol Theobroma cacao. El término griega Theobroma significa “alimento de los dioses”.

Los dioses, decían, son inmortales, y el chocolate extiende la vida mortal (Krstinic, 2013). No

crea dependencia alguna. Es un alimento de exquisito sabor que se destruye en la boca y cuyo

aroma es bastante particular, de allí que guste tanto y sea usado a menudo.

De acuerdo con el médico neurólogo Vicente Gonzales Felipe, hay diferentes estudios

El chocolate como un alimento, ya que es así como se consume, es nutricionalmente

completo, ya que contiene aproximadamente un 30% de materia grasa, un 6% de proteínas,

un 61% de carbohidratos, y un 3% de humedad y de minerales (fósforo, calcio, hierro),

además de aportar vitaminas A y del complejo B.

La materia grasa del chocolate es la manteca de cacao, la que contiene un 35% de ácido

oleico, un 35% de ácido esteárico, y un 25% de ácido palmítico. El 5% restante está formado

por diversos ácidos grasos de cadena corta cuya composición es típica de las diferentes

almendras de cacao.

La estructuración de los triacilglicéridos que componen la materia grasa del chocolate, se

caracteriza por tener un punto de fusión en el rango 27-32°C, y es esta la característica

organoléptica más interesante del chocolate, ya que una barra de este producto se funde con

relativa rapidez en el paladar humano formando, sin originar grumos, una masa cremosa de

textura y sabor muy agradable.

Los «chocolates», de bajo costo, confeccionados con manteca de cacao «sintética», o manteca

industrial, no tienen esta característica, ya que la mayoría no funden a la temperatura

corporal, de ahí el sabor desagradable y grasoso que producen en el paladar.

Se ha discutido mucho sobre los efectos en el perfil lipídico de los ácidos grasos más

comunes en la manteca de cacao. De hecho, se sabe que el ácido oleico tiene efectos

hipocolesterolémicos, que el ácido esteárico tiene un efecto neutro, y que el ácido palmítico

aumenta los niveles de colesterol plasmático.

¿Qué ocurre entonces con el consumo de chocolate cuya grasa contiene mayoritariamente

estos tres ácidos grasos? Numerosos estudios han demostrado que el consumo de chocolate

tiene un efecto neutro en los niveles de colesterol plasmático (6, 7), lo cual derivaría de un

efecto de compensación de la acción de los tres ácidos grasos.

El chocolate es, ciertamente, un alimento altamente energético, por lo cual constituye un

excelente suplemento nutricional para atletas, o para personas con altos requerimientos de

actividad física que necesitan reservas energéticas adicionales (alpinistas, maratonistas,

soldados en campaña, entre otras), 100 g de chocolate aportan 500 calorías, más que el pan

(250 Cal), que la carne (170 Cal), o que la leche entera (70 Cal).

Características de composición de las materias primas empleadas y el producto.

Los granos de cacao son las semillas del árbol Theobroma cacao, son muy ricos en

antioxidantes, vitaminas y minerales que tienen propiedades antiinflamatorias y

antialergénicas. La pulpa contiene fibra, glucosa y sacarosa, vitaminas A, B1, B2, C, niacina

y minerales como magnesio, cobre, cromo, manganeso, zinc, hierro, fósforo y calcio y una

gran cantidad de antioxidantes que protegen las células de radicales libres, previniendo

enfermedades.

Cada semilla consta de dos cotiledones y del diminuto embrión de la planta, todos cubiertos

por la cáscara. Los cotiledones almacenan el alimento para el desarrollo de la planta y

proporcionan sitio a ambas primeras hojas de la misma una vez que la semilla germina. El

almacén de alimentos consta de grasa, popular como manteca de cacao, que conforma casi

medio peso seco de la semilla.

La proporción de grasa y sus características, como por ejemplo su punto de fusión y dureza,

están sujetas a la diversidad de cacao y de las condiciones del medio ambiente. Las semillas

son fermentadas, lo cual causa diferentes cambios químicos tanto en la pulpa que las circunda

como en ellas mismas.

Dichos cambios generan el desarrollo del sabor a chocolate, así como el cambio de color de

las semillas. A continuación, las semillas son secadas y enviadas a la planta de procesamiento

para ser dispuestas como materia prima para la producción de la masa de cacao, del cacao en

polvo y de la manteca. La primera fase del proceso incluye el tostado de los granos para

generar el cambio en el color y el sabor, además de la remoción de la cáscara.

El cacao cuenta con un alto índice de grasas (sobre todo saturadas, y en menor medida,

monoinsaturadas y polinsaturadas), hidratos de carbono y proteínas, pero también contiene

magnesio, fósforo, potasio, teobromina, cafeína, antioxidantes y agua, entre otros.

También contiene Fitonutrientes como la feniletilamina, la teobromina, la catequina,

epicatequinas y muchos polifenoles, tales como los flavonoides, que benefician el sistema

nervioso y cardiovascular. Estos fitonutrientes contribuyen al buen funcionamiento cognitivo,

porque ayudan a mejorar el flujo sanguíneo en el cerebro. Contiene triptófano, que es

importante en la producción de serotonina.

elaboran toda clase de Chocolates.

Los dos ingredientes principales que entran en la composición del chocolate van a ser las

grasas y los hidratos de carbono o azúcares, aunque suman otros componentes en pequeñas

cantidades como son: fibra, proteínas, minerales y vitaminas.

El chocolate proviene del (náhuatl: xocolatl ) y del (maya: chocolhá ) es el alimento que se

obtiene mezclando azúcar con dos productos derivados de la manipulación de las semillas del

cacao: una materia sólida (la pasta de cacao) y una materia grasa (la manteca de cacao).

A partir de esta combinación básica, se elaboran distintos tipos de chocolate, que dependen

de la proporción entre estos elementos y de su mezcla o no con otros productos tales como

leche y frutos secos.

El chocolate negro.

Llamado también chocolate fundente; chocolate amargo; chocolate bitter; chocolate amer;

chocolate puro): es el chocolate propiamente dicho, pues es el resultado de la mezcla de la

pasta y manteca del cacao con azúcar, sin el añadido de ningún otro producto. Las

proporciones con que se elabora dependen del fabricante.

No obstante, se entiende que un chocolate negro debe presentar una proporción de pasta de

cacao superior, aproximadamente, al 50% del producto, pues es a partir de esa cantidad

cuando el amargor del cacao empieza a ser perceptible. En cualquier caso, existen en el

mercado tabletas de chocolate negro con distintas proporciones de cacao, llegando incluso

hasta el 99%.

El chocolate blanco.

Estrictamente, no se trata de chocolate como tal, pues carece en su composición de la pasta de

cacao, que es la materia que aporta las propiedades del cacao. Se elabora con manteca de

cacao (por lo menos, el 20%), leche (en polvo o condensada) y azúcar. Es un producto

extremadamente energético y dulce (no posee regusto amargo). Visualmente muy atractivo,

es un elemento decorativo muy usado en la repostería.

Comparación de la composición en macro y micronutrientes de cacao y derivados

Contenidos

por 100 gramos

Cacao en polvo

desgrasado (materia

prima)

Chocolate

con leche

Chocolate

blanco

Energía (kcal) 255 449 - 534 511 - 542 529

Proteínas (g) 23 4,2-7,8 6,1-9,2 8

Hidratos de carbono (g) 16 47 - 65 54,1- 60 58,

Almidón 13 3,1 1,1 -

Azúcares (g) 3 50,1- 60 54,1-56,9 58,

Fibra (g) 23 5,9- 9 1,8 -

Grasas (g) 11 29 - 30,6 30 - 31,8 30,

Grasa saturada (g) 6,5 15,1-18,2 17,6-19,9 18,

G. monoinsaturada (g) 3,6 8,1- 10 9,6-10,7 9,

G. Poliinsaturada (g) 0,3 0,7-1,2 1,0-1,2 1,

Sodio (g) 0,2 0,02-0,08 0,06-1,12 0,

Potasio (g) 2 0,4 0,34-0,47 0,

Calcio (mg) 150 35 - 63 190 - 214 270

Fósforo 600 167 - 287 199 - 242 230

Hierro (mg) 20 2,2-3,2 0,8-2,3 0,

Magnesio (mg) 500 100 - 113 45 - 86 26

Cinc (mg) 9 1,4-2,0 0,2-0,9 0,

Vit A (UI) 3 3 150 - 165 180

Vit E (mg) 1 0,25-0,3 0,4-0,6 1,

Vit B1 (mg) 0,37 0,04-0,07 0,05-0,1 0,

Vit B6 (mg) 0,16 0,04-0,05 0,05-0,11 0,

Ac. fólico (micro g) 38 6 - 10 5 - 10 10

ANÁLISIS DE GRADO

PESAJE

NVI 6

NBMI -

NFCI -

NCCI -

NRAI 0

TOTAL 0

SELECCIÓN

NVI 7

NBMI -

NFCI -

NCCI 0

NRAI -

TOTAL 2

TOSTADO

NVI 7

NBMI -

NFCI -

NCCI 0

NRAI 0

TOTAL 2

PESAJE

m

= 69 , 38 Kg/h

X

A 1

X

G 1

X

S 1

CACAO SECO Y

FERMENTADO

SELECCIÓN

m 2 = 69 , 38 Kg/h

X

A 2

X

G 2

CACAO PESADO

X

m 2 = 69 , 38 Kg/h

X

A 2

X

G 2

CACAO PESADO

X

m 4 = 62 , 86 Kg/h

CACAO

SELECCIONADO

X

A 4

X

G 4

X

DESECHOS

9.40%m 2

m 3 = 6,52 Kg/h

TOSTADO

m 4 = 62 , 86 Kg/h

CACAO

SELECCIONADO

X

A 4

X

G 4

X

CACAO TOSTADO

m 6 = 58,57 Kg/h

X

G 6

DESCASCARILLADO

NVI 7

NBMI -

NFCI 0

NCCI 0

NRAI -

TOTAL 3

MOLTURACIÓN

NVI 7

NBMI -

NFCI -

NCCI 0

NRAI 0

TOTAL 3

ENVASE

NVI 6

NBMI -

NFCI -

NCCI 0

NRAI 0

TOTAL 2

DESCASCARILLADO

ENVASE

m 8 = 58 , 38 Kg/h

X

A 8

X

G 8

CACAO

DESCASCARILLADO

X

m

= 4 .29Kg/h

X

A 5

AGUA EVAPORADA

MOLTURACIÓN

m 10 = 39 , 52 Kg/h

X

A 10

X

G 10

X

LICOR DE CACAO

X

CACAO TOSTADO

m 6 = 58,57 Kg/h

X

G 6

m 7 = 0 , 187 Kg/h

X

DESECHOS 0,32%m 6

m 8 = 58 , 38 Kg/h

X

A 8

X

G 8

CACAO

DESCASCARILLADO

X

m 9 = 18 , 86 Kg/h

X

DESECHOS

m 10 = 39 , 52 Kg/h

X

A 10

X

G 10

X

LICOR DE CACAO

m 11 = 39 , 52 Kg/h

X

A 11

X

G 11

X

LICOR ENVASADO

CONCHADO

NVI 22

NBMI -

NFCI -

NCCI -

NRAI 0

TOTAL 4

ATEMPERADO

NVI 14

NBMI -

NFCI 0

NCCI 0

NRAI 0

TOTAL 7

CONCHADO

m

= 0 ,03Kg/h

X

AA 20

ÁCIDO ACÉTICO

m

= 0 ,85kg/h

X

A 21

AGUA

m

= 0 ,94kg/h

X

DESECHOS

m 23 = 100 Kg/h

X

G 23

X

AZ 23

X

SAB

MASA CONCHADA

X

𝐴𝐴 23

m

= 0 ,36Kg/h

X

G 17

LECITICINA DE SOYA

m

= 0 ,14Kg/h

X

𝐴𝑍 18

X

𝑆𝐴𝐵 18

= 4% X

VAINILLA

X

𝐴𝐸 18

= 4% X

𝐴𝐴 18

m

= 0 ,06Kg/h

X

𝑆 19

SAL

m 16

X

A 16

X

G 16

X

AZ 16

MASA REFINADA

ATEMPERADO

m 23 = 100 Kg/h

X

G 23

X

AZ 23

X

SAB

MASA CONCHADA

X

𝐴𝐴 23

m 24 = 100 Kg/h

X

G 24

X

SAB

X

𝐴𝐴 24

MASA ATEMPERADA

X

AZ 24

MOLDEADO

NVI 14

NBMI -

NFCI 0

NCCI 0

NRAI 0

TOTAL 7

EMPACADO

NVI 14

NBMI -

NFCI 0

NCCI 0

NRAI 0

TOTAL 7

MOLDEADO

EMPACADO

m 24 = 100 Kg/h

X

G 24

X

SAB

X

𝐴𝐴 24

MASA ATEMPERADA

X

AZ 24

m 25 = 100 Kg/h

X

G 25

X

AZ 25

X

SAB

X

𝐴𝐴 25

MASA MOLDEADA

m 25 = 100 Kg/h

X

G 25

X

AZ 25

X

SAB

X

𝐴𝐴 25

MASA MOLDEADA

m 26 = 100 Kg/h

X

G 26

X

AZ 26

X

SAB

X

𝐴𝐴 26

MASA EMPACADA

PESAJE

Balance Global Balance Parcial Agua Balance Parcial G

m 1 =m 2

69,38 kg/h= m

m 1 * xA1=m 2 * xA

69,38 kg/h * 0,136= 69,38kg/h * X

9,30kg/h = 69,38 kg/h * XA

X

m 1 * xG1 = m 2 * xG

68,38kg/h * 0,16= 69,38kg/h * x

10,94kg/h= 69,38kg/h * xG

X

XA2 + XG2 + XS2= 1

0,136 + 0,16 + X

XS2= 0,

SELECCIÓN

Balance Global Balance Parcial A Balance Parcial G

m 2 = m 3 + m 4

69,38= m

m 3 = 6,52 kg/h

m 2 * xA2 = m 4 * xA

69,38kg/h * 0,136 = 62,86 * X

XA4= 0,

m 2 * xG2= m 4 * xG

69,38 kg/h * 0,16= 62,86 * x

XG4= 0,

XS4 + XG4 + XA4= 1

X

TOSTADO

Balance Global Balance Parcial G Balance Parcial S

m 4 = m 3 + m 6

62,86= 4,29 + m

m 6 = 58,57 kg/h

m 4 * XG4 = m 6 * xG

62,86 * 0,18 = 58,57 * X

XG6 = 0,

m 4 * xs4= m 6 * xS

62,86 * 0,67 = 58,57 * X

XS6= 0,

XA6 + XG6 + XS6 = 1

X

XA6= 0,

DESCASIARILLADO

Balance Global Balance Parcial A Balance Parcial G

m 6 = m 7 + m 8

m

= 0,0032 * m

+ m

58,57 = 0,0032 * 58,57 + m 8

m

= 58,38 kg/h

6 8

6 6

8 8

MOLTURACIÓN

Balance Global Balance Parcial A Balance Parcial G

8 9

8 8

10 10

8 8

10 10

10 10 10

ENVASE

Balance Global Balance Parcial A Balance Parcial G

10 10

11 11

10 10

11 11

11 110 11

CONCHADO

Balance Global Balance Parcial A

m 16 + m 17 + m 18 + m 19 = m 20 + m 21 + m 22 + m 23

101,26 + 0,36 + 0,14+ 0,06= 0,03+0,85+ 0,44+ m

101,82= 1,82 + m 23

m

= 100 kg/h

m 16 * xA16 + m 18 = m 21 * XA21 + m 23 * xA

101,26 * 0,05 +0,14 0,28 = 0,85 1 + 100* X

5,483kg/h= 0,85 + 100* XA

X

Balance Parcial G Balance Parcial S

m

* x

+ m

* x

G17 =

m 23 *X

101,26 * 0,31 + 0,36 * 1 = 100 * XG

X

m

* x

+ m

* X

= m

* 1 + m

* x

101,26* 0,25 + 0,06 * 1= 0,94* 1 + 100 * XS

25,375 kg/h = 0,94 + 100 * X

XS23= 0,

Balance Parcial AZ Balance Parcial AE

m

* x

+ m

* x

= m

* x

101,26 * 0,39 +0,14 * 0,25 = 100 * XAZ

39,53kg/h = 100 kg/h * x

X

m

* x

= m

* x

0,14 * 0,04 = 100 * XAE

X

Balance Parcial SAB Balance Parcial AA

m 18 * xSAB18= m 23 * xsab

0,14 * 0,04 = 100 * x

SAB

X

SAB

m 18 * XAA18= m 20 * XAA20 + m 23 * xAA

0,14 * 0,25 = 0,03 * 1 + 100 * X

0,035= 0,03 + 100 * X

XAA23= 0,

NOTA: LOS CÁLCULOS A PARTIR DEL ATEMPERADO SON LOS MISMOS, YA QUE NO HAY

CAMBIOS NI EN SU VELOCIDAD NI EN SU COMPOSICIÓN.

ATEMPERADO MOLDEADO

m 23 = 100 kg/h m 24 = 100 kg/h

XA23= 0,046 XA24= 0,

XG23= 0,32 XG24= 0,

X

= 0,24 X

X

= 0,395 X

X

= 0,00005 X

X

SAB

= 0,00005 X

SAB

X

= 0,00005 X

MASA MOLDEADA MASA EMPACADA

m

= 100 kg/h m

= 100 kg/h

X

= 0,046 X

X

= 0,32 X

X

= 0,24 X

X

= 0,395 X

X

= 0,00005 X

X

SAB

= 0,00005 X

SAB